李書豪 屈 昕

(中車長春軌道客車股份有限公司檢修運維事業(yè)部， 130062， 長春//第一作者， 助理工程師)

為保證高速動車組產(chǎn)品質(zhì)量，提高車輛安全性，在車輛調(diào)試階段，需要結(jié)合車輛現(xiàn)實狀態(tài)及運行中發(fā)生的各種故障，制定相應(yīng)的應(yīng)對方案，對車輛狀態(tài)進行全方位監(jiān)測，以保證車輛安全可靠運行[1-2]。

高速動車組列車電氣柜內(nèi)空氣開關(guān)、繼電器等電氣元件是車輛各部分電路運行的基礎(chǔ)，是車輛安全穩(wěn)定行駛的必要保障，對車內(nèi)電氣柜的工作狀態(tài)檢測起著至關(guān)重要的作用[3-4]。本文針對高速動車組列車電氣柜內(nèi)接線端子狀態(tài)開展優(yōu)化檢測研究，以期準(zhǔn)確定位故障點，消除安全隱患，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

1 存在問題

車輛運行過程中，由于存在端子壓接不良、安裝不到位、縮針、彎針等接觸不良情況，會造成接線端子局部接觸電阻過大。如果線路電流很大，當(dāng)接觸電阻過大時，會產(chǎn)生大量的熱量，使接線端子金屬變色甚至融化，破壞絕緣層，嚴(yán)重時導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)。尤其是高速運行的動車組列車電氣柜內(nèi)接觸器、空開等電氣元件，多次發(fā)生過此類故障，嚴(yán)重影響列車運行安全。如CRH5型動車組客室空調(diào)控制板電加熱器接觸器K8、K9，由于接線端子虛接問題，造成接觸電阻增大，在天氣寒冷情況下，當(dāng)客室空調(diào)加熱器全部啟動時，接線處會發(fā)生過流打火現(xiàn)象。

目前的修程要求：在高級修的裝配階段，需通過目視檢查電氣柜內(nèi)各接線端子的接線狀態(tài)；在調(diào)試階段，采用鉗形電流表對電氣柜內(nèi)線路電流進行測量。但由于外界環(huán)境、接觸電阻等因素的不確定性，以及產(chǎn)生的熱量隨時間成正比增大，造成端子溫度(產(chǎn)生過流打火的直接因素)無法準(zhǔn)確檢測[5]。

2 檢測方案優(yōu)化

為了更好地監(jiān)控電氣柜內(nèi)各接觸器、空開等電氣部件配線的安裝及工作狀態(tài)，降低由于虛接等原因造成電流過大等風(fēng)險，需要對目前檢測方案進行優(yōu)化。本文提出的檢測方案優(yōu)化可以對電氣柜內(nèi)各電氣元件以及接線端子在持續(xù)工作狀態(tài)下的溫度進行準(zhǔn)確測量，迅速并準(zhǔn)確識別出溫度異常點，便于故障排查，以保證電氣柜內(nèi)各電氣元件工作溫度保持在許可范圍內(nèi)。

2.1 溫度監(jiān)測優(yōu)化

為直觀地監(jiān)測電氣柜內(nèi)接線端子的接線狀態(tài)，需要采集正常工作狀態(tài)下的端子溫度，優(yōu)化后的檢測方案采用紅外熱成像儀實現(xiàn)接線端子溫度采集。紅外熱成像儀采用集成的可見光和紅外雙光譜視覺傳感器，同時采集被測區(qū)域的高清紅外熱圖和可見光圖像，并應(yīng)用雙光譜融合定位技術(shù)，快速定位溫升異常點，快速掃描每節(jié)車廂整個電氣柜的溫度分布范圍。紅外熱成像儀具備最高溫度點識別功能，可快速識別溫度故障點，方便故障排查。

2.2 端子結(jié)構(gòu)優(yōu)化

目前，車輛電氣柜內(nèi)電氣元件采取U型端子結(jié)構(gòu)，接觸面積小，容易發(fā)生接線松動。將U型端子改為筒形端子，可增大接觸面積，降低接觸電阻。同時，對端子按照不同型號和參數(shù)進行扭矩值校準(zhǔn)，同時進行影像化錄制存檔。在此基礎(chǔ)上，確定端子正常工作狀態(tài)下溫度值標(biāo)準(zhǔn)，以更好制定優(yōu)化方案。

根據(jù)端子材質(zhì)和技術(shù)參數(shù)，結(jié)合5組現(xiàn)車實測數(shù)據(jù)(見表1)，確定接線端子正常工作狀態(tài)下溫度值應(yīng)小于70 ℃。另外，按照大數(shù)據(jù)理論可知，同一列車相同電氣元件接線端子溫度差異應(yīng)該穩(wěn)定在某一數(shù)值上下，因此，確定同一列車相同電氣元件接線端子溫度不能超過其平均值的20%。

表1 5組現(xiàn)車接線端子最高溫度實測值

2.3 優(yōu)化后檢測流程

優(yōu)化后檢測方案的流程如圖1所示。檢測過程如下：在車輛檢修裝配階段，對各接線端子進行扭矩校驗，并錄制影像；進入調(diào)試階段后，在電氣柜內(nèi)待測電氣元件持續(xù)工作1 h后，采用紅外熱成像儀對電氣柜內(nèi)各接線端子進行溫度采集，并填寫記錄單；對采集到的溫度值進行核驗，一旦出現(xiàn)溫度值高于70 ℃或超出平均值20%的情況，則對相應(yīng)端子重新調(diào)校或更換，然后再進行檢測直至符合標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)果驗證

采用優(yōu)化后的檢測方案，對2018年上半年22組高級修車輛進行了電氣柜內(nèi)接線端子檢測，包括端子結(jié)構(gòu)改造及紅外熱成像儀溫度檢測，并將每列車電氣柜內(nèi)各接線端子截屏存檔，對溫度值進行數(shù)據(jù)分析，作為后續(xù)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。

圖1 優(yōu)化后的檢測方案流程

通過此方案的執(zhí)行，可良好地監(jiān)控每列車電氣柜內(nèi)的接線端子工作狀態(tài)，更好地觀測檢修車輛出廠前狀態(tài)，大幅度降低了車輛電氣柜電氣元件故障率，提高了列車運行安全性。

4 結(jié)語

通過對高速動車組車輛電氣柜接線端子狀態(tài)檢測方案的優(yōu)化，可大幅度降低車輛電氣柜內(nèi)接線端子故障率，提升了檢修運維工作的產(chǎn)品質(zhì)量。在此方案基礎(chǔ)上，還可在車輛電氣柜內(nèi)增加固定式紅外熱成像儀，并與多功能車輛總線(MVB)和絞線式列車總線(WTB)連接，將監(jiān)控數(shù)據(jù)通過主處理單元(MPU)實時傳送到主監(jiān)視器(TS屏)和診斷監(jiān)視器(TD屏)，實時顯示車輛電氣柜內(nèi)接線端子溫度，使監(jiān)控人員可以在列車運行過程中第一時間了解車輛運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和處理異常情況，實時消除隱患，保障行車安全。